Guia

Física II para la Ingeniería – BAIN 043

2do. Semestre, 2010

Guía Pre-Prueba nº1
1. Una batisfera (ingenio sumergible tripulado precursor de los submarinos exploradores de las profundidades abisales) de 2 m de radio está sumergida a 600 m de profundidad en el mar (ρ=1,025 [g/cm3]). Calcular la presión y la fuerza total soportadas. ¿Qué sucede con la fuerza y la presión al subir 100 m?¿Cuánto variaría esa presión y esa fuerza en el caso en que la batisfera se sumergiese en un lago de gran profundidad?

2. Si la presión barométrica es de 750 [mm de Hg]. Determine la presión manométrica y absoluta del gas atrapado en el estanque de la figura

3. Para hacer funcionar el elevador de automóviles de una estación de servicio se utiliza una presión de hasta 55 N/cm2. (fluido dentro de laprensa es mercurio). a) ¿Hasta qué peso podrá levantar si, si el diámetro del pistón grande es de 0,25 m? b) Suponiendo el diámetro del pistón grande de 0,25 m. El pistón chico penetra 300 mm. ¿Qué distancia recorre el pistón grande? ¿Cuál es el volumen del fluido desplazado? 4. Sobre el fondo de un tubo abierto, de 4 cm2 de sección, se ha colocado un disco metálico que pesa 2 gr. El tubo sesumerge en nafta (nafta=0,67 g/cm3) hasta que el disco está 10 cm bajo el nivel del líquido. ¿Cuánta nafta habrá que echar en el tubo para que el disco caiga? 5. Si un trozo de vidrio pesa 250 N en el aire, 1400 dyn en agua y 170 N en alcohol. ¿Cuál es la densidad del vidrio y cuál es la del alcohol? 6. Un estanque muy grande contiene aceite (dens. = 0.7 veces la densidad del agua) flotando sobre agua.Considerando flujo estacionario e invíscido, determine a) La altura h que alcanzará la columna de agua. b) La velocidad del agua en la cañería si tiene una sección uniforme de área 100 cm2 c) La presión que reina en el tramo horizontal de la cañería.

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2do. Semestre, 2010

7. Las secciones de un tubo de Venturi de un avión están en la relaciónde 3 a 1, y en determinado momento del vuelo la diferencia de presiones es de 15 cm de Hg. ¿Cuál es la velocidad del avión? ¿Habría cambiado esta velocidad si el mismo tubo de Venturi se utilizara para medir la velocidad de un submarino en el agua, con la misma diferencia de presiones? 8. Un peluquero aplica una presión P de 0,9 atm apretando el gatillo de un atomizador provocando una corriente deaire. a) Determine la velocidad con que salen las partículas de agua que están dentro del atomizador. b) Si el peluquero aprieta el gatillo a 50 cm de la cabeza de uno de sus clientes, ¿cuál será la distancia ideal para que le llegue la mayor cantidad de rocío? 9. Imaginemos que el cuello de cierto géiser es un tubo de 1 cm de radio y 1 Km de longitud, y que expulsa agua a 30 m de altura. a)Precise la velocidad del chorro de agua al salir por el agujero del géiser en la superficie de la tierra. ¿Cuál es el caudal? (v0=24.2 m/s; Q=7.6 m3/s) b) Conociendo que la viscosidad del agua a 90°C es 3x10-4 Ns/m2, estime el cambio de presión, Δp, en el tubo de 1 Km de longitud, considerando que el géiser está dispuesto horizontalmente. ¿Qué presión extra es necesario aplicar para empujar el agua 1Km hacia arriba en contra de la gravedad? 10. Un tubo de Pitot se usa para medir la velocidad de un flujo de oxígeno entre un estanque y un respirador mecánico. Si la diferencia de altura entre el estanque y el respirador es de 1 m, ¿Cuál es la diferencia de presión necesaria para poder proveer una respiración de 8 litros por minuto? 11. Imaginemos que soplamos aire con velocidad v0 a través de unhueco pequeño en un carretel, como lo ilustra la figura. Si colocamos una lámina a una pequeña distancia h del hueco, aparecerá una fuerza que sostiene la lámina contra el carretel. ¿Qué valor tendrá dicha fuerza atractiva? Prescinda de los efectos de la compresibilidad del aire y del peso de la tarjeta. Designe por r0 el radio del tubo y por R el de la tarjeta. Represente ρ por la densidad...